专利名称：大视场低畸变非球面卡塞格林遥感相机镜头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种遥感相机镜头，特别是一种大视场低畸变非球面卡塞格林遥感相机镜头。
背景技术：
近年来，在高空对地遥感光学系统中，通常采用反射系统，最常用的结构形式是卡塞格林系统。其主要优点是口径可以做得很大；不产生色差且使用波段范围宽；光学结构简单。不足之处是视场很小在1°以内，不能满足大视场大相对孔径的要求，且像质得不到很好的校正。
发明内容针对以上不足问题，本发明的目的是提供一种大视场低畸变非球面卡塞格林遥感相机镜头，且拍摄画幅大、分辨率高。—种大视场低畸变非球面卡塞格林遥感相机镜头，包括主反射镜、次反射镜和校正透镜组，其特征在于:主反射镜为碳化硅制成的凹面反射镜，面形为双曲面；次反射镜为碳化硅制成的凸面反射镜，面形为双曲面；校正透镜组依次由镧火石玻璃制成的正弯月形透镜、冕牌玻璃制成的负双凹形透镜，重火石玻璃制成的负弯月形透镜构成，光阑设装在主反射镜上。其中冕牌玻璃制成的负双凹形透镜第一面为八次方非球面，重火石玻璃制成的负弯月形透镜第二面采用八次方非球面。显然，本发明的目的是通过利用主、次反射镜的非球面、校正透镜的非球面，以及光焦度的冕牌玻璃、镧火石玻璃、重火石玻璃透镜的合理配置，有效解决了目前卡塞格林遥感镜头视场很小，且像质得不到很好的校正的技术难题。所以，该镜头不仅具有低畸变、大视场的优点，而且还具有高分辨率、信息量大、使用效率高、大大降低使用成本的优点，是一种性价比高的遥感相机镜头。
图1是本发明的结构示意图；图2是本发明实施例的传递函数曲线图；图3是本发明实施例的畸变曲线图；图4是本发明实施例的能量集中度曲线图；图中:碳化硅制成的凹面主反射镜1、碳化硅制成的凸面次反射镜2、镧火石玻璃制成的正弯月形透镜3、冕牌玻璃制成的负双凹形透镜4、重火石玻璃制成的负弯月形透镜5。
具体实施方式
以下结合附图和实施例进行详述:[0012]图1是本发明的一种大视场低畸变非球面卡塞格林遥感相机镜头。主要包括:主反射镜、次反射镜和校正透镜组，其要点是:主反射镜为碳化硅材料制成的凹面反射镜1，面形曲线为双曲面面形；次反射镜为碳化硅材料制成的凸面反射镜2，面形曲线为双曲面面形；校正透镜组依次由镧火石玻璃制成的正弯月形透镜3、冕牌玻璃制成的负双凹形透镜4、重火石玻璃制成的负弯月形透镜5构成。光阑设在主反射镜上。其中:主反射镜I采用碳化硅材料制成；次反射镜2也采用碳化硅材料制成；第一透镜3采用折射率高、阿贝数低的镧火石玻璃材料制成，其光焦度为正；第二透镜4采用重冕玻璃材料制成，其光焦度为负；第三透镜5采用折射率高、阿贝数低的重火石玻璃材料制成，其光焦度为负。透镜3、透镜4与透镜5共同组成校正透镜组对像差进行校正。显然，图中的大视场低畸变非球面卡塞格林遥感相机镜头由五片光学玻璃构成，其中两片为反射镜，其余三片为折射透镜。为了校正所以的像差和扩大视场，主反射镜和次反射镜均采用非球面，面形为二次曲面。为了增大视场保证良好成像，校正透镜组由三片分离透镜组成，即采用折射率高、阿贝数低的镧火石玻璃材料、重冕玻璃材料、折射率高、阿贝数低的重火石玻璃材料，通过正负光焦度的合理配置组合，对像差进行校正。同时为了降低高级像差，透镜3和透镜5采用非球面，面形为八次方的双曲面面形。利用以上的合理配置组合和非球面，解决了大视场下像差难以校正的难题，从而实现高分辨率成像，同时采用轻质化材料碳化硅，具有小型化、轻型化的结构特点和外形。其总长235.8mm，后截距19.97mm。为了进一步提高大视场下通光能力，采用遮拦比低的结构，遮拦比小于三分之一，最大通光直径156mm。图中的镜头，其焦距880mm，光学视场3.2°，在60线对时，MTF彡0.5，全视场畸变< 0.05%，波段435nm 656nm，空间分辨率10cm，F数5.6。通过图2、图3和图4可以看出，实施例的大视场低畸变非球面卡塞格林遥感相机镜头在60线对下，MTF > 0.5，满足高分辨率要求；畸变在全视场下仅为0.05%，畸变控制在非常小的范围内， 满足遥感对畸变的要求；能力集中度很好，基本上80%的能量都集中在9um以内。
权利要求1.一种大视场低畸变非球面卡塞格林遥感相机镜头，包括主反射镜、次反射镜和校正透镜组，其特征在于:主反射镜为碳化硅材料制成的凹面二次曲面反射镜(1)，次反射镜为碳化硅材料制成的凸面二次曲面反射镜(2)，校正透镜组依次由镧火石玻璃制成的正弯月形透镜(3)、冕牌玻璃制成的负双凹形透镜(4)、重火石玻璃制成的负弯月形透镜(5)构成，光阑设在主反射镜上。
2.根据权利要求1所述的大视场低畸变非球面卡塞格林遥感相机镜头其特征在于:校正透镜组中冕牌玻璃制成的负双凹形透镜第一面为八次方双曲非球面，重火石玻璃制成的负弯月形透镜第二面采用八次双曲方非球面。
3.根据权利要求1所述的大视场低畸变非球面卡塞格林遥感相机镜头其特征在于:最大通光孔径为156mm,且逐渐减小。
4.根据权利要求1、3所述的大视场低畸变非球面卡塞格林遥感相机镜头，其特征在于:总长235.8mm,后截距19.97mm。
5.根据权利要求4所述的大视场低畸变非球面卡塞格林遥感相机镜头，其特征在于:焦距880mm，光学视场3.2°，在60线对时，M TF彡0.5，全视场畸变< 0.05 %，工作波段435nm 656nm,空间分辨率10cm, F数5.6。
6.根据权利要求1、3或4所述的高分辨率低畸变大视场小型无人机航空遥感相机镜头，其特征在于:焦距880mm，光学视场3.2 °，在60线对时，MTF ^ 0.5，全视场畸变< 0.05%，波段 435nm 65 6nm，空间分辨率 10cm，F 数 5.6。
专利摘要本实用新型涉及一种遥感相机镜头，特别是一种大视场低畸变非球面卡塞格林遥感相机镜头。包括主反射镜、次反射镜和校正透镜组，其特征在于主反射镜为碳化硅材料制成的凹面二次曲面反射镜，次反射镜为碳化硅材料制成的凸面二次曲面反射镜，校正透镜组依次由镧火石玻璃制成的正弯月形透镜、冕牌玻璃制成的负双凹形透镜、重火石玻璃制成的负弯月形透镜构成，光阑设在主反射镜上。其中冕牌玻璃制成的负双凹形透镜第一面为八次方双曲非球面，重火石玻璃制成的负弯月形透镜第二面采用八次双曲方非球面。不仅具有大视场、低畸变、高分辨率的优点，还具有体积轻便小巧、信息量大、使用效率高、大大降低使用成本的优点，是一种性价比高的遥感相机镜头。
文档编号G02B13/18GK202929279SQ20122017843
公开日2013年5月8日 申请日期2012年4月19日 优先权日2012年4月19日
发明者钱义先, 程晓薇, 邵杰, 金伟民 申请人:浙江师范大学